空调自动控制的算法.doc

空调自动控制的算法
尹海蛟 徐一飞
Email: yinhaijiao83@
1.空调自动控制系统设计原则
一套优良的空调控制系统要具有足够的稳定性、快速调节性以及实现高精度控制，其中设计思想和自控方案是前提，因为它是最关键的环节。空调控制系统的设计要遵守控制系统简单，运行追求经济性、高效性、可靠性达到最佳，一般可按以下原则来设计：
1.根据被控对象的规模、使用性质和自控装置的先进性以及运行管理水平等多种因素选取自控方案。设计成功的自控系统应在满足工艺要求的前提下，做到简单、可靠、便于管理、易于维修和节能降耗。
2.当空调系统较多，而且布局分散时，宜设集中控制室，还要具备遥测、遥控故障报警等功能。
3.为了安全、可靠地运行，应能实现各种连锁连控功能。空调中如带有电加热器的温控环节，电加热器应与风机连锁或采用无风断电保护装置，以确保只有风机启动后才允许电加热器投运，以防火灾发生。空调控制所有电动阀及执行器应与风机连锁，当风机停转后，所有被控执行器应关闭。
4.设置先进的自动控制系统，还应有手动控制作为补偿。
2.空调自动控制系统设计步骤
1.分析被控对象的特性，估算被控对象的时间常数等。
2.根据工艺要求，确定被控参数的控制点，选择自控方案。
3.确定传感器、变送器的安装位置和调节机构的位置。
4.根据被控对象特性及调节质量的要求，选择调节器的调节规律、调节器形式与调节器的型号、规格，选择与之配用的传感器或变送器。
5.选择、计算调节阀流量特性和阀径。
6.绘制自动控制原理图
3.调节规律的选择
一、选择的原则
选择调节规律的目的是为了调节器与被控对象能默契地配合，是构成的调节系统能够满足调节品质的要求。
选择调节器的调节规律时，主要根据广义对象（包括制冷等装置）的特性、负荷变化的状况（温度、空间大小）、主要干扰和对调节品质的要求等方面，按不同情况作具体分析，同时应考领导控制系统的经济性、投入运行方便和维护工作量等因素。
二、线形控制规律的选择
1.比例调节规律（P）
比例调节规律是最基本、最主要的调节规律，其特点是输出与输入偏差成正比，迅速有力地克服干扰的影响，过渡时间短。比例调节适用于干扰变化较小、自衡能力强、对象特征比τ/较小、符合变化不显著、工艺允许有静差、控制精度要求不高的空调自控系统，一般温度控制均可采用比例控制规律，由于比例只有一个参数——比例带，所以现场整定简便，主要缺点是存在静差。
2.比例积分调节规律（PI）
比例积分调节规律是工业上应用最广泛的调节规律，其特点是输出和输入的积分成比例，即能消除静差，又能产生较积分调节快得多的相应。一般来说，积分时间越小、积分作用越强。就会加剧震荡，使稳定性下降，但消除静差的能力增强。PI调节规律是和符合变化较稳定、系统惯性不大，工艺要求不允许有静差的控制系统。例如温度、流量控制系统多采用PI调节器可直接控制电动调节阀和执行器的开大与关小。
3.比例积分微分调节规律（PID）
PID调节规律又称三作用调节规律，是常规调节中功能较完善的一种调节规律。它综合了各种调节规律的特点，具有较好的控制特性。它的特点是PD作用能克服对象的滞后、减少动态偏差，提高稳定性。积分作用（I）能消除静差，适当调整比例带（δ）、积分时间（）、微分时间（），就能得到较高的调节品质。它能用在要求控制精度高、工艺要求无静差的场合，例如温度、湿度等控制系统常采用PID调节规律。
在本课题中，为了提高对空调的控制精度，在控制阶段加入了PID算法，对温度差的控制的准确程度大大加强。
温度控制采用PID控制，PID控制器的控制规律为：
Δm=Ke+Ke+Ke
其中K=K+， K=KT-K-2， K=
控制方案确定前，应先确定被控变量如温度、控制设备（如送风机、新风阀、回风阀制冷机等）、检测参数（如新风、回风、送风温度、室内温湿度，室内正压度等）。控制方案的确定就是确定哪些检测参数通过控制器控制哪些设备、调节哪些被控变量。确定了控制器、传感器、被控参数、检测参数组成的网络。